NASA Space Telescope entdeckt 10 Monster Black Holes

Das Leben auf der Erde verdankt seine Existenz möglicherweise unglaublich starken Stürmen, die vor langer Zeit in der Sonne ausgebrochen sind, wie eine neue Studie nahelegt.

Potente und häufige Sonneneruptionen hätten den Planeten ausreichend erwärmen können, damit das Leben Wurzeln schlagen könnte, und auch die lebenswichtige Energie, die benötigt wird, um einfache Moleküle in die komplexen Bausteine ‚Äč‚Äčdes Lebens zu verwandeln, wie DNA, sagten Forscher.

Die ersten Organismen entstanden vor etwa 4 Milliarden Jahren auf der Erde. Diese Tatsache hat die Wissenschaftler schon lange verwirrt, denn damals war die Sonne nur etwa 70 Prozent so hell wie heute. [7 Theorien über den Ursprung des Lebens]

"Das bedeutet, dass die Erde ein eisiger Ball sein sollte", sagte Studienautor Vladimir Airapetian, ein Solarwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, in einer Erklärung. "Stattdessen gibt es geologische Beweise, dass es sich um einen warmen Globus mit flüssigem Wasser handelte. Wir nennen dies das schwache junge Sonnenparadoxon."

Airapetian und seine Kollegen haben vielleicht eine Erklärung für dieses Paradoxon. Die Wissenschaftler analysierten Beobachtungen des Kepler-Weltraumteleskops der NASA, die nach Exoplaneten suchen, indem sie nach winzigen Helligkeitseinbrüchen suchen, die diese Welten verursachen, wenn sie die Gesichter ihrer Wirtssterne kreuzen.

Kepler beobachtete einige Sterne, die der Sonne ähnlich sind, aber viel jünger - nur ein paar Millionen Jahre alt, verglichen mit 4,6 Milliarden Jahren für die Sonne. Die Kepler-Daten legen nahe, dass neugeborene sonnenähnliche Sterne dazu neigen, extrem aktiv zu sein, weit häufiger als ihre älteren Kollegen, Blitze (Strahlungsausbrüche) und koronale Massenauswürfe (CMEs, die Wolken aus überhitztem Plasma sind) ausstrahlen.

Zum Beispiel feuert die Sonne derzeit vielleicht alle 100 Jahre enorm starke "Superflares" ab. Aber die jungen Sterne, die Kepler beobachtet hat, brechen mit solchen Megastürmen bis zu 10 Mal pro Tag aus.

Wenn die Sonne in ihrer Jugend ähnlich aktiv wäre, wären die Auswirkungen auf die frühe Erde dramatisch gewesen, sagten die Mitglieder des Studienteams.

"Unsere neue Forschung zeigt, dass Sonnenstürme eine zentrale Rolle bei der Erwärmung der Erde gespielt haben könnten", sagte Airapetian.

Der größte Teil dieses Erwärmungseffekts wäre indirekt über Veränderungen in der Atmosphärenchemie gewesen. Vor vier Milliarden Jahren bestand die Erdatmosphäre aus etwa 90 Prozent molekularem Stickstoff (zwei miteinander verbundene Stickstoffatome). (Heute macht molekularer Stickstoff etwa 78 Prozent der Erdluft aus.)

Sich schnell bewegende geladene Teilchen, die durch Sonnenstürme gesprengt wurden, wären damals tief in die Atmosphäre eingedrungen, weil das Magnetfeld des Planeten, das heute die meisten dieser Teilchen ablenkt, deutlich schwächer ist, so die Forscher. Diese tief tauchenden Partikel hätten viele der Stickstoff-Doppelmoleküle in einzelne Stickstoffatome zerlegt, die wiederum atmosphärische Kohlendioxidmoleküle in Kohlenmonoxid und atomaren Sauerstoff gespalten hätten.

Ein Großteil des frei schwebenden Stickstoffs und Sauerstoffs hätte sich dann zu Distickstoffoxid zusammengeschlossen - einem Treibhausgas, das 300-mal stärker ist als Kohlendioxid.

"Die Veränderung der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre hat sich als entscheidend für das Leben auf der Erde erwiesen", sagte Airapetian.

CMEs, die direkt auf die Erde treffen, können starke geomagnetische Stürme auslösen, die die Stromnetze und die Satellitennavigation unterbrechen können, sowie die prächtigen Polarlichter, die als Nord- und Südlichter bekannt sind.

Heute sind die Auroras normalerweise auf hohe Breiten beschränkt, weil die starken magnetischen Feldkanäle der Erde Sonnenpartikel zu den Polen hin aufladen. Aber die Lichtshows wären in der Geschichte des Planeten dramatischer und weit verbreiteter gewesen, weil die Sonnenstürme und das schwächere Magnetfeld stärker waren, sagten die Forscher.

Viele von uns nehmen die Sonne als selbstverständlich hin und denken wenig darüber nach, bis sie unsere Haut versengt oder in unsere Augen gelangt. Aber unser Stern ist ein faszinierendes und komplexes Objekt, ein gigantischer Fusionsreaktor, der uns Leben gibt. Wie viel wissen Sie über die Sonne?

"Unsere Berechnungen zeigen, dass Sie regelmäßig Auroras in South Carolina gesehen hätten", sagte Airapetian.

Die schnell fliegenden Solarpartikel könnten auch die Energiequelle gewesen sein, die benötigt wird, um einfache Moleküle (die auf der frühen Erde reichlich vorhanden waren) in komplizierte organische Verbindungen wie DNA und RNA umzuwandeln, so die Mitglieder des Studienteams.

Aber das soll nicht heißen, dass Sonnenstürme eindeutig gut fürs Leben sind. Zu viele Mega-CMEs könnten zum Beispiel die Atmosphäre eines Planeten zerstören, besonders wenn diese Welt kein starkes Magnetfeld hat.

"Wir wollen all diese Informationen zusammen sammeln - wie nahe ein Planet dem Stern ist, wie energetisch der Stern ist, wie stark die Magnetosphäre des Planeten ist - um bei der Suche nach bewohnbaren Planeten um Sterne in der Nähe unserer und der Galaxie herum zu helfen. "Studien-Co-Autor William Danchi, Haupt Ermittler des Projekts bei der NASA Goddard, sagte in der gleichen Aussage.

"Diese Arbeit umfasst Wissenschaftler aus vielen Bereichen - diejenigen, die die Sonne, die Sterne, die Planeten, Chemie und Biologie studieren", fügte Danchi hinzu. "Wenn wir zusammen arbeiten, können wir eine robuste Beschreibung dessen erstellen, wie die frühen Tage unseres Heimatplaneten aussahen und wo das Leben anderswo existieren könnte."

Die neue Studie wurde heute (23. Mai) in der Zeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht.